研一寒假C++复习笔记--程序的内存模型
创始人
2024-05-13 21:07:10

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1--内存分区模型

2--代码区

3--全局区

4--栈区

5--堆区

6--new操作符


1--内存分区模型

        执行C++程序时,内存可划分为4个区域,不同区域存放的数据,具有不同的生命周期;

① 代码区:存放函数的二进制代码,由操作系统进行管理;

② 全局区:存放全局变量、静态变量和常量;

③ 栈区:由编译器自动分配释放,存放函数的参数值、局部变量等;

④ 堆区:由程序员分配和释放,若程序员不释放,则在程序结束时由操作系统回收;

        代码区和全局区在程序运行前划分,栈区和堆区在程序运行时划分;

2--代码区

        代码存放 CPU 执行的二进制机器指令;

        代码区是共享的,共享的目的是对于频繁被执行的程序,只需要在内存中存放一份代码;

        代码区是只读的,只读的原因是防止程序意外地修改指令;

3--全局区

        全局区存放全局变量和静态变量;

        全局区包含常量区,字符串常量和其他常量存放在常量区;

        全局区的数据在程序结束后由操作系统释放;

# include int g_a = 1;
int g_b = 1;
const int cg_a = 1; // 全局常量
const int cg_b = 1;
int main(){int a = 1;int b = 1;static int s_a = 1;static int s_b = 1;const int c_a = 1;const int c_b = 1;std::cout << "a_addr: " << (long long)&a << std::endl;std::cout << "b_addr: " << (long long)&b << std::endl;std::cout << "g_a_addr: " << (long long)&g_a << std::endl;std::cout << "g_b_addr: " << (long long)&g_b << std::endl;std::cout << "s_a_addr: " << (long long)&s_a << std::endl;std::cout << "s_b_addr: " << (long long)&s_b << std::endl;std::cout << "str_addr: " << (long long)&"hello" << std::endl; //字符串常量std::cout << "cg_a_addr: " << (long long)&cg_a << std::endl;std::cout << "cg_b_addr: " << (long long)&cg_b << std::endl;std::cout << "c_a_addr: " << (long long)&c_a << std::endl;std::cout << "c_b_addr: " << (long long)&c_b << std::endl;return 0;
}

         局部变量和 const 修饰的局部变量(即局部常量)不存放在全局区;

        全局变量静态变量(static 修饰)、字符串常量和 const 修饰的全局变量(全局常量)存放在全局区;

4--栈区

        栈区的数据由编译器自动分配释放,存放函数的参数值、局部变量等;

        注意事项:不要返回局部变量的地址,栈区分配的数据由编译器自动释放;

# include int * func(){int a = 10; // 存放在栈区,函数执行完后会被释放return &a;
}
int main(){int *p = func();std::cout << *p << std::endl;std::cout << *p << std::endl;return 0;
}

        在上面的代码中,函数 func() 的局部变量a存放在栈区中,其地址不能被返回,原因在于函数

 func() 执行完后其数据会被释放;

5--堆区

        堆区由程序员分配释放,若程序员不主动释放,则在程序结束时由操作系统回收;

        在 C++ 中利用 new 关键字来在堆区开辟内存,以存放数据;

# include int * func(){// 利用 new 操作符,将数据开辟到堆区int* a = new int(10); // 指针 a 本质上也是局部变量,存放在栈中,但指针指向的数据 * a 存放在堆区中return a;
}
int main(){int *p = func();std::cout << *p << std::endl;std::cout << *p << std::endl;return 0;
}

6--new操作符

        C++利用 new 操作符来在堆区开辟数据;

        堆区开辟的数据,由程序员手动开辟和手动释放,利用操作符 delete 进行手动释放;

        利用 new 创建的数组,会返回该数据对应类型的指针,需要用指针进行接收;

# include int * func(){// 利用 new 操作符,将数据开辟到堆区int* a = new int(10); // new 返回是 该数据类型的指针return a;
}// 利用 new 关键字在堆区开辟数组
void test(){int * arr = new int[10]; // 数组,10个元素for (int i = 0; i < 10; i++){arr[i] = i + 100;}for (int i = 0; i < 10; i++){std::cout << arr[i] << std::endl;}delete[] arr; // 利用delete[]释放数组
}
int main(){int *p = func();std::cout << *p << std::endl;delete p; // 利用操作符delete释放test();return 0;
}

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